遥感影像人工标志特征提取方法技术

本发明专利技术提供一种遥感影像人工标志特征提取方法，包括：将各靶标中心点的大地坐标投影到所述遥感影像上，以得到所述各靶标中心点在所述遥感影像上的像点坐标；以影像范围内的靶标对应的像点坐标为中心，截取感兴趣区域影像；对所述感兴趣区域影像进行二值化，以区分出所述靶标的白色色块和其它区域；对二值化后的感兴趣区域影像进行连通域分析，以获取所述感兴趣区域影像的连通域；统计所述连通域的像素个数，根据所述像素个数确定有效的连通域；计算所述有效的连通域中像素的中心坐标，作为所述靶标的中心坐标初值；基于所述靶标的中心坐标初值计算所述靶标的亚像素级坐标。坐标初值计算所述靶标的亚像素级坐标。坐标初值计算所述靶标的亚像素级坐标。

【技术实现步骤摘要】
遥感影像人工标志特征提取方法


[0001]本专利技术涉及数字图像处理
，特别涉及一种遥感影像人工标志特征的提取方法。

技术介绍

[0002]高精度遥感影像几何定标与验证既是实现遥感目标识别与精准定位，更是开展遥感在轨辐射定标与辐射性能检测，从而进行定量化遥感影像产品生产和业务应用的重要前提。几何定标与验证的核心是在影像上选取一定数量具有显著特征的控制点，通过比对其像点坐标和实测大地坐标来完成。由于满足要求的自然地物特征数量较少，在米级或分米级遥感数据几何定位实践中，也广泛采用铺设人工标志靶标的方式。已有研究表明，黑白十字对顶角形状的标志在图像中表现的结构特征最为明显，靶标中心像点位置确定精度最高，当前应用最为广泛。
[0003]现有针对这种从空天遥感影像上亚像素级提取十字靶标的方法，大多是手动选择靶标在图像上的初始位置后，再自动提取标志中心。但该方法需要人工选择靶标中心点位置初值，当影像上的靶标数量大或需要对多幅影像批量处理时，人工交互无疑会带来较大的工作量。
[0004]目前从影像上自动识别人工靶标的研究大多集中在近距离摄影领域，将设计好的靶标组绘制在靶标板上进行拍摄，从影像中提取靶标中心。这些方法中靶标集中在具有固定形状的靶标板上，前景范围大且背景相对简单。相比之下，空天遥感影像上的十字靶标具有像素占比小、背景复杂、在影像上分布分散的特点，在影像拍摄时可能存在拍摄方向不同，不同人工标志形状、大小存在区别等情况，极大加剧靶标识别的难度。这也是为何当前常规方法仍需要人工辅助的重要原因。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种遥感影像人工标志特征提取方法，包括：将各靶标中心点的大地坐标投影到遥感影像上，以得到各靶标中心点在遥感影像上的像点坐标；以遥感影像范围内的靶标对应的像点坐标为中心，截取感兴趣区域影像；对感兴趣区域影像进行二值化，以区分出靶标的白色色块和其它区域；对二值化后的感兴趣区域影像进行连通域分析，以获取感兴趣区域影像的连通域；统计连通域的像素个数，根据像素个数确定有效的连通域；计算有效的连通域中像素的中心坐标，作为靶标的中心坐标初值；基于靶标的中心坐标初值计算靶标的亚像素级坐标。
[0006]根据本专利技术的实施例，其中，所述遥感影像包括用于定标的几何粗校正影像或用于精度检验的几何精校正影像。
[0007]根据本专利技术的实施例，其中，将各靶标中心点的大地坐标投影到遥感影像上，以得到各靶标中心点在遥感影像上的像点坐标包括：将各靶标中心点的大地坐标投影到几何精校正影像上，得到各靶标中心点在几何精校正影像上的像点坐标。
[0008]根据本专利技术的实施例，其中，将各靶标中心点的大地坐标投影到遥感影像上，以得到各靶标中心点在遥感影像上的像点坐标包括：将几何粗校正影像与参考正射影像进行配准，以建立几何粗校正影像与正射影像之间的仿射变换关系；将各靶标中心点的大地坐标投影到几何粗校正影像上，得到各靶标中心点在几何粗校正影像上的初始像点坐标；利用仿射变换关系对初始像点坐标进行变换，得到像点坐标。
[0009]根据本专利技术的实施例，其中，将各靶标中心点的大地坐标投影到遥感影像上，以得到各靶标中心点在所述遥感影像上的像点坐标包括：将几何粗校正影像与参考正射影像进行配准，以建立几何粗校正影像与正射影像之间的仿射变换关系；利用仿射变换关系对几何粗校正影像进行几何校正；将各靶标中心点的大地坐标投影到几何校正后影像上，再根据仿射变换关系计算得到几何粗校正影像上的靶标中心像点坐标。
[0010]根据本专利技术的实施例，其中，将各靶标中心点的大地坐标投影到遥感影像上，以得到各靶标中心点在遥感影像上的像点坐标包括：依据影像类别，根据有理多项式参数或影像头文件，将各靶标中心点的大地坐标投影到遥感影像上。
[0011]根据本专利技术的实施例，其中，以影像范围内的靶标对应的像点坐标为中心，截取感兴趣区域影像包括：判断像点坐标是否在遥感影像内，对于在遥感影像范围内的像点坐标，根据遥感影像几何定位精度和靶标的大小截取感兴趣区域影像。
[0012]根据本专利技术的实施例，其中，对感兴趣区域影像进行二值化包括：利用大津法或双峰法或迭代法等方法对感兴趣区域影像进行二值化。
[0013]根据本专利技术的实施例，其中，对二值化后的感兴趣区域影像进行连通域分析，以获取感兴趣区域影像的连通域包括：对二值化后的感兴趣区域影像进行反色；分析反色后的感兴趣区域影像的四连通域，以获取感兴趣区域影像的连通域。
[0014]根据本专利技术的实施例，其中，统计连通域的像素个数，根据像素个数确定有效的连通域包括：计算靶标中部黑色块区域在遥感影像上的大小，得到像素阈值；统计连通域的像素个数；确定像素个数小于像素阈值的连通域为有效的连通域。
[0015]根据本专利技术的实施例，其中，计算有效的连通域中像素的中心坐标，作为靶标的中心坐标初值包括：根据
[0016][0017]计算靶标中心坐标初值，其中，(x
center
，y
center
)为中心坐标初值，(x
i
，y
i
)为位于有效连通域内的各像素的像点坐标，m为有效连通域像素点个数。
[0018]根据本专利技术的实施例，其中，根据靶标的中心坐标初值计算靶标的亚像素级坐标包括：采用函数曲线拟合法或基于黑白交变的差分法或刃边拟合法或模板匹配法或梯度法基于靶标的中心坐标初值计算靶标的亚像素级坐标。
[0019]根据本专利技术提供的遥感影像人工标志特征的提取方法，能够解决现有方法中手动给定初值的问题，满足自动化提取靶标中心的需求，并且，能够解决靶标形状多样性的问题，自动化的提取亚像素级十字对顶角靶标中心坐标。
附图说明
[0020]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0021]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的遥感影像人工标志特征的提取方法的流程图。
[0022]图2示意性示出了根据本专利技术实施例的白色色块和其他区域区分结果图。
[0023]图3示意性示出了根据本专利技术实施例的进行连通域分析后的结果图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本专利技术。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0026]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种遥感影像人工标志特征提取方法，包括：将各靶标中心点的大地坐标投影到所述遥感影像上，以得到所述各靶标中心点在所述遥感影像上的像点坐标；以遥感影像范围内的靶标对应的像点坐标为中心，截取感兴趣区域影像；对所述感兴趣区域影像进行二值化，以区分出所述靶标的白色色块和其他区域；对二值化后的感兴趣区域影像进行连通域分析，以获取所述感兴趣区域影像的连通域；统计所述连通域内的像素个数，根据所述像素个数确定有效的连通域；计算所述有效的连通域内像素的中心坐标，作为所述靶标的中心坐标初值；基于所述靶标的中心坐标初值计算所述靶标的亚像素级坐标。2.根据权利要求1所述的遥感影像人工标志特征提取方法，其中，所述遥感影像包括用于定标的几何粗校正影像或用于精度检验的几何精校正影像。3.根据权利要求2所述的遥感影像人工标志特征提取方法，其中，所述将各靶标中心点的大地坐标投影到所述遥感影像上，以得到所述各靶标中心点在所述遥感影像上的像点坐标包括：将所述几何粗校正影像与正射影像进行配准，以建立所述几何粗校正影像与所述正射影像之间的仿射变换关系；将所述几何粗校正影像对应的各靶标中心点的大地坐标投影到所述几何粗校正影像上，得到各靶标中心点在所述几何粗校正影像上的初始像点坐标；利用所述仿射变换关系对所述初始像点坐标进行变换，得到所述像点坐标。4.根据权利要求2所述的遥感影像人工标志特征提取方法，其中，所述将各靶标中心点的大地坐标投影到所述遥感影像上，以得到所述各靶标中心点在所述遥感影像上的像点坐标包括：将所述几何粗校正影像与正射影像进行配准，以建立所述几何粗校正影像与所述正射影像之间的仿射变换关系；利用所述仿射变换关系对所述几何粗校正影像进行几何校正；将所述几何粗校正影像对应的各靶标中心点的大地坐标投影到几何校正后的几何粗校正影像上，再根据仿射变换关系计算得到所述像点坐标。5.根据权利要求1所述的遥感...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎荆梅，马灵玲，王宁，汪琪，腾格尔，赵永光，李婉，张栩源，刘耀开，李功伟，夏昊霖，李传荣，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：